Teoría de modelos

En este trabajo matemático-filosófico  se estudian cuatro tópicos de la Lógica matemática:  El método de construcción de modelos llamado Ultraproductos, la Propiedad de Interpolación de Craig, las Álgebras booleanas y los Órdenes parciales separativos. El objetivo principal del  mismo  es analizar  la importancia que tienen  dichos tópicos para el estudio de los fundamentos de la matemática, desde el punto de vista del platonismo matemático. Para cumplir con tal objetivo se trabajará  en el  ámbito  de la Matemática, de la Metamatemática y de la Filosofía de la matemática. El desarrollo de la investigación  arrojó como resultado que  tales tópicos son  muy importantes para el estudio de los fundamentos de la matemática, desde el punto de vista del platonismo matemático, y en el trabajo se explica detalladamente con abundantes ejemplos el  porqué (al final de cada sección  y al final del mismo).

La siguiente ponencia-taller  tiene por finalidad explicar cómo podría aplicarse el Método de George Polya para resolver problemas (matemáticos) en el contexto de la Lógica Matemática, especialmente en la lógica Matemática elemental (la lógica de primer orden con identidad). Es una propuesta pedagógica experimental (además de las ya existentes) que tal vez pueda ser útil para la enseñanza de la lógica matemática en ciencias o en humanidades.  Dicha  ponencia se presentó (vía web) con motivo de la celebración del Día Mundial de Lógica 2022 en dos ocasiones: En la Universidad Central de Venezuela (Venezuela) y en la Universidad Mayor de San Andrés (Logic & Analytics Group - La Paz y La Sociedad Científica de Filosofía de la UMSA, Bolivia). Es un proyecto pedagógico en construcción.

¿Qué ha pasado con el problema del cardinal del continuo después de Gödel (1938) y Cohen (1964)? Intentos de responder esta pregunta pueden encontrarse en los artículos de José Alfredo Amor (1946-2011), "El Problema del continuo después de Cohen (1964-2004)", de Carlos Di Prisco , "Are we closer to a solution of the continuum problem", y de Joan Bagaria, "Natural axioms of set and the continuum problem" , que se pueden encontrar en la biblioteca digital de mi blog de Lógica Matemática y Fundamentos de la Matemática: http://logicamatematica-lm.blogspot.com/  También en la siguiente entrada web ("The Continuum Hypothesis") de Enciclopedia de Filosofía de la Universidad de Stanford existe información importante y actualizada (2013) al respecto: https://plato.stanford.edu/entries/continuum-hypothesis/ En esta breve nota se comenta sobre el tema de una manera divulgativa.

En este artículo se presentan dos demostraciones del teorema de interpolación: Una para la lógica proposicional y otra para la lógica de primer orden. Ambas se realizan en el contexto de la teoría de modelos. El teorema de interpolación afirma que si  A y B son fórmulas, donde A no es una contradicción,  B no es  válida, y B es una consecuencia lógica de A, entonces existe una fórmula C que esta escrita en el lenguaje común al de A y de B, tal que C es una consecuencia lógica de A y B es una consecuencia lógica de C.  El teorema de interpolación fue demostrado por primera vez para la lógica de primer orden por William Craig en 1957, y desde entonces se ha investigado la posibilidad de generalizarlo o aplicarlo. Dicho teorema tiene generalizaciones o aplicaciones en teoría de la demostración, teoría de modelos abstracta, ciencias de la computación, lógica modal, lógica intuicionista, etc. Se presentan ejemplos de aplicaciones o generalizaciones de la propiedad de interpolación relacionados con lógicas infinitarias, cuantificadores generalizados, segundo orden, no clásicas, abstractas, etc. También se ofrecen referencias de problemas abiertos sobre interpolación en el contexto de la teoría de modelos abstracta.

El objetivo de este artículo es presentar una demostración de un teorema clásico sobre álgebras booleanas y órdenes parciales de relevancia actual en teoría de conjuntos, como por ejemplo, para aplicaciones del método de construcción de modelos llamado "forcing"(con álgebras booleanas completas o con órdenes parciales), y  para demostrar (en Combinatoria infinita) que el Axioma de Martin es equivalente al Axioma de Martin restringido a álgebras booleanas completas. El teorema que se prueba es el siguiente: "Todo orden parcial se puede extender a una única álgebra booleana completa (salvo isomorfismo)". Donde extender significa "sumergir densamente". Tal demostración se realiza utilizando cortaduras de Dedekind siguiendo el texto "Set Theory" de Jech, y otras ideas propias del autor de este artículo. [Vale la pena resaltar que la primera demostración de este teorema fue realizada por Marshel Stone en 1936]. Adicionalmente, se formulan algunas versiones débiles del axioma de elección relacionadas con las álgebras booleanas, las cuales son también de gran importancia para la investigación en teoría de conjuntos y teoría de modelos, pues estas son poderosas técnicas de construcción de modelos, como por ejemplo, el teorema de compacidad (permite construir modelos no estándar como  el cuerpo ordenado y no arquimediano de los Hiper-Reales del Análisis no estándar de Robinson,  etc) y el teorema del ultrafiltro, que permite construir ultraproductos (pueden ser usados para investigar problemas de  cardinales grandes, etc). Se presentan algunas referencias de problemas abiertos sobre el tema.
Nota final: Vale la pena destacar  que una  parte del tema de álgebras booleanas que no está presentada en este artículo (entre otras) son las aplicaciones muy útiles de los polinomios booleanos como modelos matemáticos de circuitos eléctricos o de Barrera (con compuertas lógicas), información sobre este importante tópico puede encontrase, por ejemplo,  en algunos textos de "Matemáticas discreta y combinatoria" y/o  en la web.

En el ámbito de la lógica matemática existe un problema sobre la relación lógica entre dos versiones débiles del Axioma de elección (AE) que no se ha podido resolver desde el año 2000 (aproximadamente). Tales versiones están relacionadas con ultrafiltros no principales y con Propiedades Ramsey (Bernstein, Polarizada, Subretículo, Ramsey, Ordinales flotantes, etc). La primera versión débil del AE es la siguiente (A): “Existen ultrafiltros no principales sobre el conjunto de los números naturales (ℕ)”. Y la segunda versión débil del AE es la siguiente (B): “Existen ultraflitros sobre ℕ”. Se sabe que A implica B, pero se desconoce si B implica A. Di Prisco y Henle conjeturan en los artículos ([1], [2]) que esto no ocurre, es decir, conjeturan que B no implica A, en otras palabras, conjeturan que  A es más fuerte estrictamente que B, que A es independiente de B, pero esto no se ha podido demostrar todavía aunque se ha intentado hacer desde hace aproximadamente 21 años. Una descripción detallada de este problema abierto puede encontrarse en esta ponencia (dictada en el marco del Día Mundial de la Lógica 14-01-2022) y en  el artículo [3].

[1] C. Di Prisco y H. Henle. “Doughnuts, Floating Ordinals, Square Brackets, and Ultraflitters”. Journal of Symbolic Logic 65 (2000) 462-473. [2] C. Di Prisco y H. Henle. “Partitions of the reals and choice”. En “Models, algebras and proofs”. X. Caicedo y C.M. Montenegro. Eds. Lecture Notes in Pure and Appl. Math, 203, Marcel Dekker, 1999. [3] F. Galindo. “Tópicos de ultrafiltros”. Divulgaciones Matemáticas. Vol. 21, No 1-2, 2020.

Instituciones organizadoras del evento: Centro de Estudios Filosóficos de la  Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Universidad Autónoma de la Ciudad de México (UACM), Universidad Autónoma de Madrid (UAM), Pontificia Universidad Católica de Argentina (UCA).

Artículo periodístico divulgativo, sobre teoría de modelos, criterio de satisfacibilidad de Alfred Tarsky, consistencia lógica semántica formal, paradojas lógicas, teoría de tipos, paradigmas matemáticos, ennmarcado todo ello epistemologicamente.

Resumen: El estudio de los "cardinales grandes" es uno de los principales temas de investigación de la teoría de conjuntos y de la teoría de modelos que ha contribuido con el desarrollo de dichas disciplinas. Existe una gran variedad de tales cardinales, por ejemplo cardinales inaccesibles, débilmente compactos, Ramsey, medibles, supercompactos, etc. Tres valiosos teoremas clásicos sobre cardinales medibles son los siguientes: (i) compacidad débil, (ii) Si κ es un cardinal medible, entonces κ es un cardinal inaccesible y existen κ cardinales inaccesibles menores que κ , y (iii) Si existe un cardinal medible, entonces el axioma de constructibilidad (V=L) es falso. El objetivo de este artículo es presentar una demostración de cada uno de estos tres teoremas en el contexto de la teoría de modelos usando ideas del texto de Chang y Keisler (Model Theory). Tales demostraciones tienen en común el uso del método de construcción de modelos llamado ultraproductos, de lógicas infinitarias o fragmentos de la lógica de segundo orden, y del axioma de elección. Cardinales grandes y/o ultraproductos son importantes en teoría de conjuntos, teoría de modelos, análisis matemático, teoría de la medida, probabilidades, topología, análisis funcional, física, teoría de números, finanzas, etc.